碳涂层清洗方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及碳涂层清洗方法及装置。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，在润滑油下使用的气缸体(cylinder block)、活塞(piston)等滑动部件中，为了降低能量消耗等需要减少机械损失。因此，人们在致力于研究所述滑动部件的低摩擦化。
[0003]例如，已知有为了实现所述滑动部件的低摩擦化而在该滑动部件的表面上设置类金刚石薄(diamond-like carbon)薄膜(以下有时简称为DLC涂层)等碳涂层的一种碳涂层滑动部件(例如参照专利文献1，2)。
[0004]所述碳涂层滑动部件能够通过例如等离子体CVD装置来制造。在所述等离子体CVD装置中，向被维持在规定的真空度的导电性滑动部件等工件内部供应原料气的同时，将该工件作为阴极而施加负偏置电压。这样，所述等离子体CVD装置上设置的阳极和作为所述阴极的工件之间产生电位差，从而发生放电。并且，通过所述放电能够在所述工件的内部产生原料气的等离子体。
[0005]这里，采用乙炔气等经气(hydrocarbon gas)作为所述原料气，由此能够在所述工件的内部主要产生碳等离子体。其结果，由于该碳等离子体，则能够在所述工件的内表面上堆积碳等，从而形成例如所述DLC涂层等碳涂层(例如参照专利文献3)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利第3555844号公报
[0009]专利文献2:日本专利第4973971号公报
[0010]专利文献3:日本专利第5043657号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，在所述等离子体CVD装置中，不仅仅在所述工件的内表面上还在装置的各个部分上也堆积碳等而形成碳涂层，因而会成为对装置工作形成障碍或制造污染的原因。所以，期望定期对该碳涂层进行清洗。
[0013]本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种能够对在所述等离子体CVD装置的各个部分上形成的所述碳涂层进行清洗的碳涂层清洗方法以及在该方法中使用的等离子体CVD
目.ο
[0014]用于解决课题的方式
[0015]为了达到上述目的，本发明的碳涂层清洗方法具有以下内容:其是等离子体CVD装置的碳涂层清洗方法，所述等离子体CVD装置具备对筒状的导电性工件的两端密封并由绝缘体构成的有底筒状的第一密封部件及第二密封部件、经由所述第一密封部件对所述工件内部减压的减压单元、对所述工件施加偏置电压的电源、经由所述第二密封部件向所述工件内部供应含烃的原料气的原料气供应单元、以及至少在所述第一密封部件及第二密封部件中的所述第二密封部件上装设的阳极，该方法的特征在于，设置有在将所述工件换成筒状的导电性模型工件时向所述模型工件内部供应氧气的氧气供应单元，该碳涂层清洗方法具备以下步骤:
[0016]通过所述第一密封部件及第二密封部件密封所述工件的两端，由所述原料气供应单元向通过所述减压单元减压到规定的真空度的所述工件内部供应原料气，同时将所述工件作为与所述阳极相对的阴极通过所述电源施加偏置电压，从而在所述工件内部产生所述原料气的等离子体，在所述工件的内表面上形成碳涂层的步骤；
[0017]将内表面上形成了碳涂层的工件换成筒状的导电性模型工件，通过所述减压单元将所述模型工件的内部减压到规定的真空度，通过所述氧气供应单元向所述模型工件的内部供应氧气，同时将所述模型工件作为与所述阳极相对的阴极通过所述电源施加偏置电压，由此在所述模型工件内部产生氧等离子体的步骤；和
[0018]通过所述氧等离子体分解在所述等离子体CVD装置的各个部分上形成的碳涂层并将其除去的步骤。
[0019]根据本发明的碳涂层清洗方法，首先通过利用由绝缘体构成的有底筒状的第一密封部件及第二密封部件密封筒状的导电性工件的两端，从而将该工件装设到等离子体CVD装置上。接着，通过所述减压单元将所述工件内部减压到规定的真空度，并同时通过所述原料气供应单元向该工件内部供应原料气。然后，在所述工件内部被维持在规定的真空度的状态下，通过所述电源以该工件为阴极施加偏置电压。
[0020]通过这种方式，对所述工件施加偏置电压，在通过所述第一密封部件及第二密封部件与所述工件绝缘的所述阳极和作为所述阴极的工件之间产生电位差，发生放电。并且，通过所述放电，在所述工件内部产生所述原料气的等离子体。这时，所述工件起到阴极的作用，因此能够在该工件的内表面上堆积碳等从而形成碳涂层。
[0021]所述阳极至少需要设置在被供应原料气的第二密封部件上。另外，所述阳极优选还设置在第一密封部件上，这样电压施加能够分散，能够产生稳定的等离子体，并且能够减轻电极消耗。
[0022]另外，在所述等离子体CVD装置中，如上所述在所述工件的内表面上形成所述碳涂层时，在装置的各个部分、例如所述第一密封剂及第二密封部件等的内表面上也形成碳涂层。所述装置的各个部分的内表面上形成的所述碳涂层一旦形成积蓄，会构成装置工作的障碍或污染的原因。
[0023]因此，在本发明的碳涂层清洗方法中，在所述工件的内表面上形成所述碳涂层后，将该工件换成筒状的导电性模型工件。接着，通过所述减压单元将所述模型工件的内部减压到规定的真空度，并同时通过氧气供应单元向该模型工件内部供应氧气。然后，在所述模型工件的内部被维持在规定的真空度的状态下，通过所述电源以该模型工件为阴极施加偏置电压。
[0024]这样，与所述原料气的情形相同，在所述阳极和作为所述阴极的模型工件之间产生电位差，从而发生放电。接着，通过所述放电，在所述模型工件内部产生氧等离子体。这时，所述氧等离子体因空心阴极效果而变得极其高密度。所以，通过所述氧等离子体能够分解在所述等离子体CVD装置内部形成的所述碳涂层并将其除去，从而能够进行该碳涂层的清洗。
[0025]另外，在对通过前述方式在所述等离子体CVD装置内部形成的所述碳涂层进行清洗时，所述放电发生在所述阳极的顶端。所以，在所述第一密封部件上装设的所述阳极的周围，有时不能充分产生所述氧等离子体，因而无法充分除去所述碳涂层。
[0026]因此，在本发明的碳涂层清洗方法中，优选是在由所述氧气供应单元供应的氧气的相对于所述阳极上游的上游侧产生氧等离子体，通过该氧等离子体分解该阳极周围形成的碳涂层并将其除去。
[0027]为了在由所述氧气供应单元供应的氧气的相对于所述阳极上游的上游侧产生氧等离子体，例如只要相对该阳极在由该氧气供应单元供应的氧气的上游侧设置另外的阳极。或者，也可以相对所述阳极在由所述氧气供应单元供应的氧气的上游侧设置施加偏置电压的部分。
[0028]在采用这种方式时，产生所述氧等离子体的区域扩大到由氧气供应单元供应的氧气的上游侧，从而能够通过该氧等离子体有效地分解在该阳极周围形成的所述碳涂层并将其除去。
[0029]在本发明的碳涂层清洗方法中，优选使用接下去进行处理的工件作为所述模型工件。通过使用接下去进行处理的工件作为所述模型工件，在由所述氧等离子对所述等离子体CVD装置内部形成的所述碳涂层进行清洗的同时，能够通过该氧等离子体实施去除该工件上附着的氧、氢或水等清洗作为对该工件的预处理。
[0030]在装设接下来要处理的工件对所述等离子体CVD装置的内部形成的所述碳涂层进行清洗的同时，对该工件实施清洗，则无需准备模型工件。另外，还能够省略将模型工件换成接下来要处理的工件时的大气开放、排气及预热步骤，能够实现缩短步骤。
[0031]本发明的等离子体CVD装置的特征在于，其具备:
[0032]对筒状的导电性工件的两端密封并由绝缘体构成的有底筒状的第一密封部件及第二密封部件；经由所述第一密封部件对所述工件内部减压的减压单元；对所述工件施加偏置电压的电源；经由所述第二密封部件向所述工件